Эксплуатационные качества автомобиля

2

Элементы эффективности автомобиля находятся в непосредственной зависимости от его свойств или конструктивных особенностей, которые в свою очередь могут количественно выражаться измерителями соответствующих эксплуатационных качеств автомобиля. Схемы этих взаимосвязей разработаны. Д.П. Великановым.

Зависимость производительности автомобиля от различных факторов конструктивного и эксплуатационного характера уже рассматривалась выше. Из параметров, входящих в выражение, для определения среднегодовой производительности, такие, как грузоподъемность и коэффициент ее использования, техническая скорость, коэффициент использования пробега, время на погрузку и разгрузку, коэффициент использования автомобиля, в той или иной мере зависят от конструкции автомобиля.

На рис.1 приведена взаимосвязь параметров производительности и конструктивных особенностей грузового автомобиля, характеризующихся соответствующими эксплуатационными качествами.

Анализ показывает, что различные виды трудовых затрат, определяющих трудоемкость использования грузового автомобиля, в разной мере зависят от конструкции автомобиля. В частности, трудозатраты водителей, интенсивность труда, степень их утомляемости зависят от усилий, требуемых для приведения в действие органов управления, и частоты пользования ими, от устройства рабочего места водителя, параметров обзорности с рабочего места, от удобства пользования контрольно-измерительными приборами и приборами световой и звуковой сигнализации, от микроклимата в кабине и т.д. Трудозатраты грузчиков и механизаторов прямо зависят от приспособленности конструкции автомобиля к выполнению погрузочно-разгрузочных работ. Трудовые затраты ремонтно-обслуживающих рабочих непосредственно связаны, во-первых, с объемом работ по техническому обслуживанию и ремонту, во-вторых, С приспособленностью конструкции автомобиля к выполнению этих работ с минимальными трудозатратами. Трудовые затраты административно-управленческого персонала практически не связаны с конструкцией автомобиля.

Энергоемкость перевозок определяется совокупностью особенностей конструкции автомобиля, которые характеризуются его эксплуатационным качеством - топливной экономичностью.

Металлоемкость перевозок зависит, с одной стороны, от совершенства компоновки автомобиля, степени использования в конструкции легких материалов, с другой, от износостойкости и прочности деталей.

Аналогичный анализ таких элементов эффективности использования автомобиля, как качество перевозки и безвредность автомобиля, показывает, что особенности его конструкции, от которых указанные элементы эффективности зависят, оцениваются соответствующими эксплуатационными качествами - удобством использования и безопасностью автомобиля.

Приведенные затраты на перевозки зависят от тех же элементов конструкции, что и производительность автомобиля (последняя входит в выражение для их определения). Кроме того, на приведенные затраты влияет ряд других особенностей конструкции, что может быть выявлено из анализа зависимости от конструкции автомобиля суммы эксплуатационных расходов на перевозки.

Из приведенных видов затрат такие, как накладные расходы, расходы на эксплуатационные материалы, зависят от конструкции автомобиля незначительно и могут не учитываться. Не зависит от конструкции и определяемая по действующей системе заработная плата водителей. Связь остальных видов затрат с элементами конструкции автомобиля показана на рис.2. Что касается капитальных вложений в автомобильные перевозки, зависимость их от конструктивных особенностей автомобиля невелика.

Анализ взаимосвязи элементов эффективности использования автомобиля и его конструкции позволяет установить основные эксплуатационные качества, наиболее важные при оценке совершенства конструкции автомобиля. Применение элементов, характеризующих эффективность использования автомобиля, наряду с использованием измерителей его основных эксплуатационных качеств обеспечивает наиболее полную и всестороннюю технико-экономическую оценку совершенства конструкции автомобиля.

С целью дальнейшего совершенствования метода технико-экономической оценки конструкции автомобилей проф. Д.П. Великанов, ставя конечной задачей определение объективной зависимости приведенных затрат на перевозки как основного критерия эффективности от конструкции автомобиля, разработал схему системной связи между элементами конструкции и элементами эффективности автомобиля через его эксплуатационные качества, которая в несколько измененном виде показана на рис. 2.

На приведенной схеме взаимосвязи между элементами конструкции, эксплуатационными качествами и элементами эффективности использования автомобиля прослеживаются следующим образом: стрелка - объединяющая вертикальная линия - жирная точка - горизонтальная линия со стрелкой, указывающей на соответствующее эксплуатационное качество или элемент эффективности. Если на данное эксплуатационное качество (элемент эффективности) влияет только один элемент конструкции (одно эксплуатационное качество), такая взаимосвязь определяется стрелкой и жирной точкой, расположенными на одной горизонтальной прямой или ломаной линии.

До настоящего времени не для всех элементов конструкции автомобиля и его эксплуатационных качеств, отработаны методы оценки их связи с затратами на перевозки. Имеют место сложности при определении стоимостного выражения таких элементов эффективности автомобиля, как качество, перевозки, безвредность и т.д. Работа в этом направлении будет способствовать дальнейшему развитию метода технико-экономической оценки совершенства конструкций автомобилей.

При назначении параметров двигателя и расчете трансмиссии следует исходить из того, что в рассматриваемых условиях из соображений безопасности движения могут быть реализованы максимальные скорости в пределах 60 км/ч для грузовых автомобилей и 70...80 - для легковых. Двигатель и трансмиссия (ее передаточные числа) должны обеспечивать преодоление на прямой передаче преобладающих подъемов (до 70%о), на передаче, предшествующей прямой, подъемов до 90. Л 10%о, на более низких передачах - максимальных подъемов (до 160%₀), а на ускоряющей - движение с максимальной скоростью и преодоление подъемов до 30%₀. Коробка передач должна рассчитываться на длительную работу на понижающих передачах.

Ряд конструктивных мер должен обеспечивать необходимый уровень такого эксплуатационного качества, как безопасность автомобиля. Это применение усиленных тормозных механизмов, рассчитанных на длительное торможение без перегрева и снижения эффективности действия, обеспечение эффективного охлаждения тормозных накладок и барабанов; использование тормозов-замедлителей, обеспечивающих возможность надежного торможения на крутых спусках и позволяющих разгрузить при этом колесные тормоза; применение компрессоров тормозной системы с пневмоприводом повышенной производительности; снабжение грузовых автомобилей средней и большой грузоподъемности и автопоездов противооткатным устройством типа "горный упор", предотвращающим скатывание или сползание автомобилей вниз при остановках на крутых подъемах; снабжение автомобилей с пневматическим приводом тормозов аварийным тормозным устройством; применение гидроусилителей рулевого управления; повышение прочности каркаса кузова автобуса и другие дополнительные меры, обеспечивающие как активную, так и пассивную безопасность. Выпускаемый Павловским автобусным заводом автобус ПАЗ-672Г, предназначенный для эксплуатации в горных условиях, снабжен, например, электродинамическим тормозом-замедлителем, противооткатным устройством, ремнями безопасности для водителей и всех пассажиров, в кузове предусмотрена только одна дверь для пассажиров.

В конструкции "горных" автомобилей должны быть предусмотрены меры, улучшающие удобство их использования. Подвеска, например, должна иметь более высокую угловую жесткость для недопущения большого бокового крена кузова на крутых поворотах, вызывающего неприятные ощущения у пассажиров. Способствуют облегчению управления автомобилем усилители рулевых управлений. Необходимо применение фар, обеспечивающих большой угол рассеивания света в горизонтальной плоскости перед автомобилем, чтобы водитель мог хорошо видеть дорогу на крутых поворотах при движении в ночное время.

В зоне жаркого климата в связи с ограниченными возможностями развития железнодорожного, водного транспорта роль автомобильного все больше возрастает. По данным Д.П. Великанова, в 1975 г. грузооборот в этой зоне составил 46,4 млрд. т*км, т.е.13,7% всего грузооборота автомобильного транспорта СССР, пассажирооборот автобусного транспорта - 37 млрд. пасс. км и платный пробег легковых такси - 1,94 млрд. км.

Недостаточная приспособленность конструкций стандартных автомобилей к работе в этих условиях в значительной мере снижает эффективность автоперевозок и безопасность движения. Поэтому целесообразен выпуск специализированных автомобилей в южном и горном исполнении, конструкция которых обеспечивала бы получение наибольшего эффекта в увеличении производительности подвижного состава и снижении себестоимости перевозок, уменьшении расхода топлива, обеспечении безопасности движения, облегчении труда водителей, улучшении комфортабельности поездки пассажиров.

Автомобильные перевозки подразделяются на грузовые и пассажирские. Грузовые перевозки классифицируются по двум направлениям. Во-первых, по отраслевому признаку, т.е. группируются по основным отраслям народного хозяйства и общим закономерностям. Выделено 20 видов грузовых перевозок, каждому из которых присущи свои особенности, определяющие необходимые эксплуатационные качества и тип автомобилей, наиболее рациональных для их выполнения. Это перевозки промышленных, строительных, сельскохозяйственных, торговых грузов, грузов коммунального хозяйства, почтовые, специализированные общего использования, вспомогательные обслуживающие мелкопартионные с выделением их разновидностей. Из приведенных видов перевозки промышленных грузов и специализированные общего пользования (дальние междугородные и межрайонные, перевозки грузов разных отраслей народного хозяйства, контейнерные перевозки в смешанных автомобильно-железнодорожно-водных, разовые перевозки тяжеловесных и крупногабаритных грузов) составляют около 35%, перевозки строительных грузов - 33, сельскохозяйственных - 23, торговых - 5, остальные - 4% [29].

Классификация перевозок по отраслевому признаку не отражает прямой связи между условиями эксплуатации и эксплуатационными качествами автомобилей, их конструкцией.

Больший интерес представляет характеристика транспортных условий эксплуатации через отдельные определяющие их элементы, имеющие непосредственную связь с конструкцией автомобиля. Такими элементами для грузовых перевозок являются: объем перевозок и их партионность; расстояние перевозки; вид груза; условия погрузки - разгрузки; особенности организации и вид перевозок; условия хранения, обслуживания и ремонта автомобилей.

Транспортные условия эксплуатации автобусов и легковых автомобилей имеют принципиальное отличие от условий эксплуатации грузовых автомобилей, заключающееся в том, что для грузовых перевозок определяющим моментом является эффективность перевозок, выполнение их с минимальными затратами времени, труда, материальных средств и обеспечение сохранности груза, для пассажирских же перевозок важнее обеспечение удобства поездки пассажиров. Экономические показатели в последнем случае также важны и должны улучшаться, однако не являются основными.

Транспортные условия эксплуатации пассажирских автомобилей характеризуются разновидностями перевозок, которые и предопределяют использование автомобилей различных конструкций, наиболее удовлетворяющих в первую очередь требованию обеспечения удобства поездки пассажира.

Автобусные перевозки подразделяются на городские, пригородные, сельские, междугородные и международные, экскурсионно-туристские. Легковые автомобили по характеру использования делятся на автомобили-такси, прокатные, служебные и индивидуального пользования.

Для каждой из приведенных разновидностей пассажирских перевозок характерны особенности, определяющие требования к конструкции подвижного состава.

Автомобиль, как любое сложное техническое устройство, представляет упорядоченную, характеризуемую вполне определенной структурой совокупность определенного количества совместно действующих, связанных между собой элементов (агрегатов, механизмов, узлов), которые в свою очередь состоят из простейших составных частей (сопряжений, - деталей) - структурных элементов. Структурные элементы находятся во взаимосвязи, взаимодействии между собой, а также со средой. Различные величины (геометрические, механические, электрические и др.), определяющие эти взаимосвязи между структурными элементами и функционирование структуры в целом, называются структурными параметрами или параметрами технического состояния. Например, для сопряжения шейка вала - подшипник структурными параметрами будут размеры сопряженных поверхностей шейки вала и подшипника, овальность, конусность, соосность и т.д. В процессе эксплуатации автомобиля вследствие ряда причин происходит постепенное изменение структурных параметров.

Номинальное значение структурного параметра устанавливается и обеспечивается заводом-изготовителем, согласно утвержденным техническим условиям. Совокупность номинальных значений структурных параметров характеризует технико-эксплуатационные качества нового изделия (нового автомобиля, агрегата).

Предельное значение структурного параметра соответствует или полной потере работоспособности объекта, или такому уровню технико-эксплуатационных свойств, при котором дальнейшая эксплуатация объекта становится недопустимой по технико-экономическим соображениям.

Допустимое значение структурного параметра соответствует состоянию объекта еще работоспособного, но уже характеризуемого пониженными технико-эксплуатационными свойствами. В таком состоянии объект может доработать до очередного технического обслуживания без ремонта.

Совокупность количественных значений структурных параметров объекта, характеризующая уровень его работоспособности, определяет техническое состояние объекта.

Состояние объекта, - определяемое совокупностью значений структурных параметров, не достигших еще допустимого уровня, соответствует исправному техническому состоянию. Состояние объекта, при котором значение какого-либо структурного параметра превысило допустимый уровень, называется неисправным техническим состоянием. Эксплуатация объекта, находящегося в неисправном состоянии, сопровождается дальнейшим интенсивным изменением структурных параметров, что может привести к отказу, т.е. потере работоспособности.

Таким образом, можно различать три технических состояния объекта (автомобиля, агрегата): исправное; неисправное, но еще работоспособное; неисправное неработоспособное.

Изменение технического состояния автомобилей является следствием различных вредных, разрушительных процессов, протекающих в агрегатах и системах автомобиля в период его эксплуатации. К таким процессам относятся изнашивание рабочих поверхностей деталей, развитие усталостных явлений в материале деталей, накопление внутренних напряжений в деталях, старение, различные виды коррозии. Вредные процессы в машинах неизбежны, полностью устранить их не представляется возможным. Однако интенсивность протекания этих процессов, влияющая на характер изменения технического состояния автомобиля во времени, зависит от многих факторов и поддается регулированию, ее можно уменьшать разными способами и в разные периоды службы автомобиля.

Интенсивность вредных процессов зависит от погрешностей в самой машине (например, от неуравновешенности вращающихся масс, нарушения взаимного расположения деталей в узлах и механизмах, несоблюдения режима старения литых заготовок корпусных деталей) и от эксплуатационных условий (например, нарушения нагрузочного или теплового режима и др.). Она зависит также от технического состояния самой машины. Например, изнашивание рабочих поверхностей деталей подвижных сопряжений приводит к росту зазора в сопряжении, что в ряде сопряжений вызывает повышение динамических нагрузок на детали и ускорение их изнашивания. С целью уменьшения отрицательного воздействия вредных процессов на работоспособность автомобиля необходимо знание сущности явлений, которыми они сопровождаются.

Литература

1. Авдонькин Ф.Н. Теоретические основы технической эксплуатации автомобилей. - Саратов: Изд-во Саратов, ун-та, 1981,-288 с.

2. Автомобильные транспортные средства/Д.П. Великанов, В.И. Бернацкий, Б.Н. Нифонтов, И. П, Плеханов; Под ред. Д.П. Великанова. - М,: Транспорт, 1977. - 326 с.

3. Афанасьев Л. Л-, Дьяков А.Б., Иларионов В.А. Конструктивная безопасность автомобиля. - М.: Машиностроение, 1983. - 212 с.

4. Блатнов М.Д. Пассажирские автомобильные перевозки. - М.:

5. Транспорт, 1981. - 222 с.

6. Борц А.Д., Закин Я. X., Иванов Ю.В. Диагностика технического состояния автомобиля. - М.: Транспорт, 1979. - 160 с.

7. Великанов Д., Левин А. Требования к конструктивным особенностям и типажу автомобилей южного и горного исполнения. - Автомоб. транспорт, 1977, № 9, с.23-26.

8. Говорущенко Н.Я. Основы управления автомобильным транспортом. - Харьков: Віща шк., 1978. - 224 с.

9. Гохман В.А., Ромаданов Г.О. Общий курс автомобильных дорог. - М.